Sól kamienna, jakiej nie znamy. Z wizytą w Kopalni Soli „Bochnia”

Podziemna wycieczka po korytarzach i komorach udostępnionej dla turystów nieczynnej Kopalni Soli „Bochnia” dostarcza niezwykłych wrażeń estetycznych, związanych z różnorodnością i pięknem występujących tu form solnych i przede wszystkim jest dobra lekcją geologii

Kopalnia Soli w Bochni jest najstarszą kopalnią w Polsce i jednocześnie jednym z najstarszych obiektów przemysłowych w Europie. Sól kamienna została tu odkryta w 1248 roku, a już w 1251 roku powstał pierwszy szyb kopalni.

Solna historia regionu sięga znacznie odleglejszych czasów - pierwsze warzelnie soli znane są już z neolitu (5-6 tysięcy lat temu). Solankę pozyskiwano wówczas ze źródeł solankowych. Z czasem rozpoczęto wykopywać studnie solankowe, które z kolei po odkryciu litej skały solnej przerodziły się w pierwsze szyby kopalni. Podczas 750-letniego okresu eksploatacji złoża w kopalni powstało 16 poziomów na głębokościach od 70 m do 450 m pod powierzchnią ziemi. Zasięg podziemnego wyrobiska ma około 3 km długości i około 250 m szerokości. Do złoża doprowadzają obecnie trzy szyby: Sutoris, Trinitatis oraz Campi.

Sól kamienna kopalni w Bochni eksploatowana była dwiema metodami: tradycyjną, górniczą poprzez wydobywanie zwięzłej skały oraz ługowniczą poprzez rozpuszczanie soli wodą.

W związku z wyczerpaniem zasobów w 1990 roku kopalnię postawiono w stan likwidacji. Obecnie stanowi ona obiekt turystyczny i rekreacyjny, oferując trasy podziemne, a także noclegi, imprezy sportowe i okolicznościowe. Jest również wykorzystywana jako obiekt leczniczy. W 2013 roku kopalnia została wpisana na Listę światowego dziedzictwa kulturalnego i przyrodniczego UNESCO, jako obiekt odzwierciedlający rozwój górnictwa od XIII do XX w. Jest również polskim pomnikiem historii.

sol11 small   

Powstała w 1747 roku Kaplica św. Kingi znajduje się na poziomie August

Powstanie soli kamiennej

Pokłady bocheńskiej soli kamiennej tworzyły się w miocenie ok. 13,8 mln lat temu (baden). Obszar Bochni zajmowało wówczas morze stanowiące południową część wielkiego zbiornika środkowej i południowej Europy – Paratetydy. W wyniku ochłodzenia klimatu olbrzymie masy wód oceanicznych zostały uwięzione w czapach lodowych na biegunach, a ogólnoświatowy poziom wód obniżył się o 40-50 m. W ten sposób Paratetyda została odcięta od innych oceanów.

W wyniku silnego parowania doszło do powstania solanki o dużym stężeniu, z której wytrącały się ewaporaty, w tym duże pokłady soli kamiennej oraz anhydrytu i gipsu Szacuje się, że cały proces trwał ponad 200 tysięcy lat.

Czas tworzenia się utworów solnych przypadał na okres formowania się Karpat. Procesy górotwórcze pozostawiły liczne ślady w obecnym charakterze złoża soli. Były one poddane licznym deformacjom, zarówno w trakcie, jak i po sedymentacji. Przemieszczające się z południa na północ skały karpackie (flisz) spowodowały sfałdowania, nasunięcia, przesunięcia, czy też wypiętrzanie pokładów solnych, a same sole stanowiły doskonałą powierzchnię poślizgu dla tych utworów. Dlatego obecnie pokłady solne okolic Bochni występują w stromych fałdach.

profil small7

Przekrój geologiczny przez złoże soli kamiennej w Bochni wraz z profilem litostratygraficznym serii solnej (źródło: Puławska i in., 2021a, b)

Charakterystyka złoża soli kamiennej „Bochnia”

Złoże soli kamiennej „Bochnia” znajduje się w północnym skrzydle fałdu zwanego antykliną bocheńską. Miąższość złoża jest tu bardzo zmienna. Początkowo rośnie wraz z głębokością, osiągając największą wartość na głębokości 300-500 m. Warstwy soli w górnej części złoża zapadają prawie pionowo, a na głębokości 200-300 m kąt ich nachylenia maleje, średnio do 45°.

Kopalnia Soli Bochnia

Jedno z wyrobisk kopalni Źródło: Kopalnia Soli Bochnia

W profilu serii solnej, której miąższość osiąga ok. 75 m, wyróżnić można liczne, naprzemiennie występujące warstwy soli kamiennej, anhydrytu, gipsu, skał ilastych i mułowcowych. Sama sól kamienna ma tu szare zabarwienie, co spowodowane jest domieszkami substancji ilastej. Bardziej wyróżniające są białe gipsy i anhydryty (te drugie niekiedy przybierają niebieską lub biało-niebieską barwę).

Ta monotonna kolorystyka jest urozmaicona finezyjnymi strukturami tektonicznymi – liczne zafałdowania warstw, powstałe w wyniku ruchów górotwórczych Karpat, tworzą piękne obrazy na ścianach bocheńskiej kopalni. Wysoka plastyczność soli oraz podwyższona temperatura i ciśnienie dokonały dzieła twórczego. 

Kopalnia Soli Bochnia

Struktury tektoniczne w Kopalni Soli Bochnia

Formy solne w Kopalni Soli Bochnia

Komora Ważyn o długości 255 m, szerokości dochodzącej do 15 m oraz wysokości 7 m stanowi największe wyrobisko kopalni. Znajduje się na głębokości 248 m na poziomie Sienkiewicz. W ścianach komory widoczne są przewarstwienia soli i anhydrytów, wykazujących liczne deformacje tektoniczne w postaci różnorodnych fałdów i spękań, spowodowane wspomnianymi wcześniej ruchami górotwórczymi.

komora Ważyn

Komora Ważyn

budinaż solny

Deformacje tektoniczne

Jedną z ciekawych struktur tektonicznych obserwowanych w komorze Ważyn jest budinaż typu domino. Tego rodzaju dysharmonijne deformacje powstają, gdy fałdowane warstwy skalne wykazują różną podatność na nie. Twardsze warstwy ilaste, popękały tworząc budiny, natomiast bardziej podatne sole uległy plastycznemu odkształceniu. W tym przypadku budiny uległy dodatkowym, rotacyjnym przemieszczeniom.

budinaż typu domino

Budinaż typu domino

Oprócz pierwotnej soli kamiennej, powstałej miliony lat temu, w kopalni można obserwować jej różnorodne mineralizacje wtórne. Tworzą się one w wyniku krystalizacji z wód podziemnych o wysokim stężeniu substancji mineralnych – solanki. Bardzo atrakcyjną, jednak stosunkowo rzadką formą są regularne, sześcienne kryształy halitu (minerał budujący sól kamienną). Tworzą się w miejscach, gdzie występuje nagromadzenie solanki – kałuże, jeziorka.

W miejscach, gdzie dochodzi do wycieku wód podziemnych, wtórnie wytrącające się sole przybierają postać nacieków solnych. Na stropie i ociosie tworzą się często gąbczaste wykwity nazywane „kalafiorami solnymi”. Natomiast podłużne sople zwisające ze stropu, to nic innego jak stalaktyty solne, przypominające znane wszystkim wapienne nacieki jaskiń.

kalafior solny

Solne "kalafiory"

solne stalaktyty

Solne stalaktyty

Specyficznym wystąpieniem wtórnych utworów solnych są tzw. włosy solne, nazywane również włosami św. Kingi – patronki górników. W odpowiednich warunkach, podczas szybkiej krystalizacji halit tworzy cienkie włókna, zrastające się w jednym kierunku. Gdy ich gęstość jest niewielka, nie sklejają się, a ich wygląd przypomina wówczas siwe włosy.

włosy solne

Włosy solne

Niektóre kryształy wtórnego halitu charakteryzują się niezwykłą cechą, jaką jest fluorescencja (luminescencja). Pod wpływem działania światła ultrafioletowego świecą na pomarańczowy lub czerwono-pomarańczowy kolor. Jest to wynik śladowej obecności metali – ołowiu i manganu, w strukturze tych soli. Skąd te domieszki? Ich prawdopodobnym źródłem była działalność górnicza, a zwłaszcza narzędzia i sprzęty, które były pozostawione w kopalni przez górników. Migrująca w skałach solanka, obmywając skorodowane narzędzia, wzbogacała się w metale, które następnie zostały wchłonięte przez krystalizujący z niej halit. 

fluorescencja kopalnia soli bochnia

Zjawisko fluorescencji kryształów wtórnego halitu. Fot. Kopalnia Soli Bochnia

Obok soli kamiennej równie ciekawe i unikatowe formy przybierają tu inne ewaporaty – anhydryty. Często występują w niebieskiej lub biało-niebieskiej barwie. Silne zafałdowania warstw anhydrytów sprawiają, że wyglądem mogą przypominać trzewia, wówczas uzyskują nazwę trzewiowiec lub anhydryt trzewiowy. Wystąpienia te cenione są nie tylko przez geologów i turystów, ale także kolekcjonerów.

trzewiowiec

Anhydryt trzewiowy

Profil serii solnej w Bochni nosi również ślady aktywności wulkanicznej, mającej miejsce w trakcie sedymentacji ewaporatowej. Są to tufity – skały piroklastyczne, powstałe podczas jednorazowego opadu pyłu wulkanicznego (na zdjęciu warstwa tufitu z poziomu Lobkowicz oznaczona strzałką). Podczas erupcji wulkanicznej pyły były rozpraszane na dużym obszarze, tworząc rozległe, ciągłe horyzonty. Dzięki temu tufity stanowią doskonałe narzędzie korelacyjne. Ponadto badania radiometryczne tufitów wykorzystywane są do datowania tych skał, a co za tym idzie wydarzeń – w przypadku serii solnej regionu, który obejmuje Bochnię, wskazały na początek sedymentacji ewaporatowej ok. 13,81±0,08 mln lat temu.

Tufity w Kopalni Soli Bochnia

Warstwa tufitu z poziomu Lobkowicz w Kopalni Soli Bochnia

Tekst: Marta Hodbod
Zdjęcia: Marta Hodbod oraz Kopalnia Soli Bochnia

marta hodbod2Dr Marta Hodbod jest absolwentką Wydziału Geologii Uniwersytetu Warszawskiego. Posiada doświadczenie zawodowe w realizacji projektów z zakresu palinologii, geologii złożowej i geoedukacji. Od 2013 roku jest zatrudniona w Państwowym Instytucie Geologicznym - Państwowym Instytucie Badawczym, gdzie obecnie zajmuje się zagadnieniami związanymi z wizualizacją danych złożowych. Koordynuje zadanie Państwowej Służby Geologicznej pn. „Aktualizacja map koncesji z uwzględnieniem aktualnych granic złóż objętych własnością górniczą”. Swoje zainteresowanie solami kamiennymi i potasowo-magnezowymi rozwija uczestnicząc w projektach związanych z aspektami geologicznymi oraz gospodarczymi tych surowców.

 

 

Literatura:

  • Bukowski K. 2011. Badeńska sedymentacja salinarna na obszarze między Rybnikiem a Dębicą w świetle badań geochemicznych, izotopowych i radiometrycznych. Rozprawy Monografie, 236, Wydawnictwa AGH, Kraków.
  • Cyran K., Toboła T. 2006. Badania mezostruktur tektonicznych w Kopalni Soli Bochnia. Kwartalnik AGH Geologia, 32 (2): 85-98.
  • Poborski J. 1952. Złoże solne Bochni na tle geologicznym okolicy. Biuletyn PIG, 78.
  • Puławska A., Manecki M., Flasza M., Styszko K. 2021a. Origin, distribution, and perspective health benefits of particulate matter in the air of underground salt mine: a case study from Bochnia, Poland. Environmental Geochemistry and Health, 43: 3533–3556.
  • Puławska A., Manecki M., Flasza M., Waluś E., Wojtowicz K. 2021b. Rare Occurrence of Mirabilite in the Thirteenth-Century Historic Salt Mine in Bochnia (Poland): Characterisation, Preservation, and Geotourism. Geoheritage, 13 (2): 36 (nr art.).
  • Wiewiórka J., Poborska-Młynarska K., Zięba K., Flasza M. 2016. W głąb soli i czasu w Kopalni Soli Bochnia. Nauka dla ciekawych. Seria popularnonaukowa o ziemi i kosmosie, Wydawnictwa AGH Kraków.
  • Strona internetowa Kopalni Soli Bochnia: https://kopalnia-bochnia.pl

 

 logotyp nfosigw

Artykuł został opracowany w ramach projektu "Współpraca krajowa w zakresie geologii i promocja działań państwowej służby geologicznej w latach 2021–2023"